Условные обозначение трубопроводной арматуры
В каталогах на арматуру, в номенклатуре арматурных заводов, в ведомостях для заказа арматуры и в прейскурантах применяют отраслевые условные обозначения. Шифр общепромышленной арматуры состоит из цифровых и буквенных знаков, включающих пять элементов, расположенных последовательно, например: 30ч925бр.
Первое двузначное (30) число обозначает тип арматуры (задвижка, вентиль, кран и т. д.) (см. табл. 12.1).
Таблица 12.1
Условные обозначения конструктивных типов арматуры
Первое буквенное обозначение (ч) указывает материал, из которого изготовлены корпусные детали арматуры (см. табл. 12.2). Цифры после букв указывают порядковый номер (25) модели (одна, две или три цифры), если в этих трех цифрах первая больше 2, она означает тип привода (9). Ручной привод, представляющий собой маховик или рукоятку, не отмечается (см. табл. 12.1).
Буквы после второй группы цифр означают материал деталей уплотнения (бр) или вид внутреннего покрытия корпуса (см. табл. 12.4). Если уплотнительные поверхности выполнены непосредственно в самом корпусе, обозначение их отсутствует или указываются буквы «бк» (без колец). Иногда после букв, обозначающих материал уплотнения, стоит еще одна цифра, обозначающая вариант конструктивного исполнения.
Например, шифр 15с22нж1 обозначает: 15 – вентиль, с – корпус из углеродистой стали, 22 –порядковый номер модели (с ручным приводом маховиком), нж – с уплотнительными кольцами из нержавеющей стали, 1 – конструктивное исполнение 1.
Условное обозначение арматуры для нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности построены по другой системе. Здесь обычно сначала идет ряд букв, обозначающих сокращенное наименование арматуры, а затем цифры, указывающие условный диаметр и условное давление. Например, ЗКЛ2 – 1000 – 80, задвижка клиновая литая второй модификации ручного привода с условным диаметром 1000 мм и с условным давлением 80 кГс/см2; ЗКЛПЭ – 1000 – 80 – задвижка клиновая литая с электроприводом с условным диаметром 1000 мм и с условным давлением 80 кГс/см2;СППК4 - 150 – 16 – специальный полноподъемный пружинный клапан четвертой модификации с условным проходом 150 мм и с условным давлением 16 кГс/см2.
Условные обозначения элементов арматуры
Наименование |
Обозначение |
Клапан запорный: |
|
проходной |
|
угловой |
|
Клапан трехходовой |
|
Клапан регулирующий: |
|
проходной |
|
угловой |
|
Кран: |
|
проходной |
|
угловой |
|
Кран трехходовой |
|
Конденсатоотводчик |
|
Задвижка |
|
Запорная арматура предназначена только для полного перекрытия или открытия потока среды и может находиться только в полностью закрытом или открытом положении. К запорной арматуре относятся задвижки, вентили, краны, поворотные затворы.
Задвижки
К задвижкам относятся запорные устройства, в которых запорный элемент при открытии и закрытии проходного сечения перемещается в направлении, перпендикулярном направлению движения потока транспортируемой среды. Запорный элемент в задвижке перемещается при помощи системы винт – гайка. Задвижки широко применяют для перекрытия потоков газообразных и жидких сред в трубопроводах диаметром Ду от 50 до 2000 мм при рабочих давлениях 4 – 200 кГс/см2 и температурных средах до 450 0С.
В сравнении с другими видами запорной арматуры задвижки имеют следующие преимущества: незначительное гидравлическое сопротивление при полностью открытом проходе (в 30 – 40 раз меньше, чем у вентилей); отсутствие поворотов потока рабочей среды; возможность применения для перекрытия потоков среды большой вязкости; простота обслуживания; относительно небольшая строительная длина; возможность подачи среды в любом направлении. Малое гидравлическое сопротивление достигается тем, что при вращении шпинделя запорный элемент полностью выдвигается в верхнюю часть корпуса.
К недостаткам задвижек относится относительно большая высота, поэтому в тех случаях, когда затвор в соответствии с технологическим процессом большую часть времени должен быть закрыт, а открывается он редко, в целях экономии места при Ду ≤ 200 мм, как правило, применяют вентили.
Клиновые задвижки.
Клиновые задвижки имеют затвор в виде плоского клина. В клиновых задвижках седла и их уплотнительные поверхности параллельны уплотнительным поверхностям затвора и расположены под некоторым углом к направлению перемещения затвора. Преимущества таких задвижек – повышенная герметичность прохода в закрытом положении, а также относительно небольшая величина усилия, необходимого для обеспечения уплотнения.
К недостаткам задвижек этого типа можно отнести необходимость применения направляющих для перемещения затвора, а также технологические трудности получения герметичности в затворе.
Все клиновые задвижки по конструкции затвора могут быть с цельным, упругим или составным клином.
Задвижки с цельным клином нашли широкое применение, так как их конструкция проста и, следовательно, имеет небольшую стоимость в изготовлении. Цельный клин представляет собой весьма жесткую конструкцию, достаточно надежен в рабочих условиях и может быть применен для перекрытия потоков при довольно больших перепадах давления на затворе.
Примером конструкции задвижки этого типа может служить задвижка с выдвижным (см. рис. 12.4) или невыдвижным шпинделем.
Рис. 12.4 Полнопроходная задвижка с цельным клином
1 – корпус; 2 – седло; 3 – направляющая движения клина; 4 – клин; 5 – шпиндель; 6 – верхняя крышка; 7 – шпилька; 8 – уплотнительная прокладка; 9 – направляющая втулка, 10 – сальник; 11 – нажимной фланец; 12 – бугель; 13 – ходовая гайка; 14 – маховик.
Существует также конструкция задвижки с цельным клином, но с невыдвижным шпинделем, там ходовая гайка закреплена в верхней части затвора. В гайку ввинчен шпиндель, жестко соединенный с маховиком. Система винт – гайка служит для преобразования вращательного движения маховика (при открытии или закрытии задвижки) в поступательное движение затвора
Конструкция затвора задвижек этого типа обеспечивает лучшее уплотнение прохода в закрытом положении без индивидуальной технологической подгонки. Под действием усилия прижатия, которое передается через шпиндель, в закрытом положении упругий элемент может изгибаться в пределах
Задвижки с составным клином. Применяются они тогда, когда требуется высокая степень герметичности прохода при закрытом положении затвора.
Затвор задвижки с составным клином состоит из двух дисков, между которыми размещен разжимной элемент, выполненный в виде грибка с шаровой поверхностью. Грибок упирается в подпятник, закрепленный на другом диске. Во избежание распада диски при открывании прохода размещают в обойме. Усилие от нажатия шпинделя передается при помощи внутреннего диска.
Часто встречаются конструкции без подпятника. При этом грибок (см. рис. 12.6) сферическим концом упирается во внутреннюю поверхность одного из дисков. Усилие от привода передается через обойму на внутренний диск. При движении шпинделя из открытого положения в закрытое диски не разжимаются и трение между седлами и затвором отсутствует. В момент касания нижних кромок дисков с седлами усилие привода передается на разжимной элемент и проход герметизируется. Выпускаемые промышленностью задвижки с составным клином имеют только выдвижной шпиндель.
Несмотря на сложность конструкции и, следовательно, высокую стоимость, а также нежесткий затвор, эти задвижки имеют явные преимущества перед другими типами задвижек: незначительный износ уплотнительных поверхностей затвора и седел; высокая герметизация прохода в закрытом положении; меньшее усилие привода, необходимое для закрытия задвижки.
Отсутствие трения уплотнительных поверхностей на всем пути движения затвора позволяет в двухдисковых задвижках уплотнить проход с помощью эластичных колец, смонтированных на дисках затвора.
Параллельные задвижки.
В задвижках этого типа уплотнительные поверхности седел параллельны друг другу и расположены перпендикулярно к направлению потока рабочей среды. Затвор в параллельных задвижках обычно называют "диском", "шибером" или "ножом".
Преимуществами такой конструкции являются: простота изготовления затвора; легкость сборки, разборки и ремонта; отсутствие заедания затвора в полностью закрытом положении.
Параллельные задвижки по своей конструкции подразделяются на однодисковые и двухдисковые.
Однодисковые задвижки (шиберные) (см. рис. 12.7). В них затвор
Рис. 12.7 Параллельная однодисковая задвижка
1 – шибер; 2 – патрубок; 3 – корпус; 4 – узел крепления шпинделя и шибера; 5 – седло; 6 – шпилька; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – прокладка; 9 – верхняя крышка; 10 - набивка сальника; 11 – нажимная планка; 12 – шпиндель; 13 – кожух; 14 – выходной элемент привода; 15 – стойка.
(шибер) выполнен в виде щита с кольцом, имеющим в нижней части отверстие, равное диаметру прохода, которое при закрытии задвижки смещается вниз. Проход перекрывается глухой частью шибера. Герметичность прохода обеспечивается прижатием затвора давлением среды к уплотнительным поверхностям седла со стороны низкого давления.
Основными недостатками шиберных задвижек являются: большой расход энергии на открытие и закрытие, вызванный тем, что на всем пути движения привод преодолевает трение между уплотнительными поверхностями седел и затвора; значительный износ уплотнительных поверхностей.
Не смотря на перечисленные недостатки шиберные задвижки достаточно легко обслуживаются и ремонтируются. Величина износа очень легко компенсируется при ремонте путем смещения (вывертывания) седел. Шиберные задвижки применяют в основном тогда когда не требуется высокая герметичность прохода.
Шиберные задвижки типа УК 19001 по ТУ 647 РК-05772090-032-97 предназначены для установки в качестве запорных устройств на линейной части магистральных нефтепроводов и на технологических трубопроводах НПС .
Конструкция шиберной задвижки предусматривает постоянное расчетное прижатие седла к шиберу с помощью специальных пружин, не зависящее от перепада давления на шибере. Шибер выполнен из углеродистой стали с покрытием, обеспечивающим надежность при работе в нефти. Конструкция задвижек обеспечивает возможность нагнетания герметизирующей смазки в сальниковый узел и замену сальника шпинделя без снижения рабочего давления в трубопроводе.
Корпус задвижки разгружен от избыточного давления, создаваемого тепловым расширением транспортируемой среды.
Надежность этих шиберных задвижек соответствует современным требованиям.
Выпускаются также двухдисковые параллельные задвижки, которые обеспечивают хорошее уплотнение в затворе в закрытом положении. Их применяют тогда когда требуется надежная герметизация прохода.
Двухдисковые параллельные задвижки бывают с выдвижным и невыдвижным шпинделем.
Задвижки с эластичным уплотнением затвора.
Сложность изготовления задвижек с металлическими уплотнительными поверхностями затворов, для которых требуется монтаж седел, притирка уплотнительных поверхностей затвора, обеспечение соосностей, высокая точность изготовления направляющих т. п., заставляет иногда при низких температурах транспортируемых сред и невысоких рабочих давлениях применять более простую и экономичную конструкцию задвижек с уплотнительными поверхностями затвора, изготовленными из эластичного уплотняющего материала – резины, фторопласта, пластмассы и др. В таких задвижках, как правило, седел нет. В качестве уплотнения используют механически обработанные поверхности корпуса. Затвор выполнен в виде двух дисков, подвешенных на резьбовой втулке. Диски облицованы эластичным материалом.
Задвижки с выдвижным и не выдвижным шпинделем.
Размещение системы винт – гайка в задвижке в идеальном случае должно было бы обеспечить одновременно ее компактность и легкий доступ к резьбовой паре для подачи смазки и проведения текущего ремонта без разборки.
С точки зрения компактности предпочтительнее размещать ходовую гайку непосредственно на затворе. При этом шпиндель совершает только вращательное движение и поэтому задвижка имеет минимальную высоту, определяемую только ходом затвора и длиной сальника. Такая конструкция задвижек получила название "задвижки с невыдвижным шпинделем".
Однако такое конструктивное решение имеет следующие недостатки: резьбовая пара находится непосредственно под воздействием рабочей среды; ухудшается работа сальника (вращательное движение шпинделя увеличивает износ сальниковой набивки); доступ для осмотра и ремонта системы винт – гайка затруднен (для ремонта пары требуется перекрывать трубопровод., спускать среду и разбирать задвижку).
Учитывая недостатки задвижек с невыдвижным шпинделем, стали применять конструкции, в которых ходовая гайка закреплена в маховике или непосредственно в приводе, т.е. вне рабочей полости корпуса. В этих конструкциях шпиндель совершает только поступательное движение и перемещается вместе с затвором, как бы выдвигаясь из задвижки. Поступательное движение шпинделя обеспечивает наилучший режим работы сальникового уплотнения. Конструкция позволяет заменять изношенную ходовую гайку, не демонтируя задвижку, а иногда и не останавливая технологический процесс. Тем не менее в конструкциях с выдвижным шпинделем имеются следующие недостатки: увеличение высоты задвижки (за счет выхода шпинделя); необходимость защищать резьбовую часть шпинделя от загрязнения. коррозии и механических повреждений.
Вентили.
К вентилям относят запорную арматуру с поступательным перемещением затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. Затвор (золотник) перемещается при помощи системы винт – гайка. Вентили применяют для перекрытия потоков транспортируемых сред в трубопроводах с Ду до 300 мм при рабочих давлених до 2500 кГс/см2 и температурах сред от – 200 до + 4500С.
Как правило, шпиндель вентиля совершает одновременно и вращательное и поступательное движение, т. к. его ходовая гайка жестко закреплена в верхней части бугельной стойки, что ухудшает работу сальникового уплотнения. Золотник по форме представляет собой тело вращения с плоским основанием, на котором закреплено уплотнительное кольцо, изготовленное из металла. резины или фторопласта. Золотник соединяется со шпинделем шарнирно и отрывается от седла без скольжения, благодаря чему исключается повреждение уплотнительных поверхностей.
По сравнению с другими видами запорной арматуры вентили имеют следующие преимущества: возможность работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших величинах рабочих давлений; простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации; меньший ход золотника (по сравнению с задвижками), необходимый для полного перекрытия прохода; относительно небольшие габаритные размеры и масса при малых условных диаметрах; применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей среды; герметичность перекрытия прохода; использование в качестве регулирующего устройства; установка на трубопроводе в любом положении (вертикальная, горизонтальная); исключение возможности возникновения гидравлического удара.
К недостаткам, общим для всех конструкций вентилей, относятся: высокое гидравлическое сопротивление по сравнению с другими запорными устройствами; невозможность применения на потоках сильнозагрязненных сред, а также на средах с высокой вязкостью; большая строительная длина; подача среды только в одном направлении. определяемом конструкцией вентиля; большие габаритные размеры и масса и, следовательно. большую стоимость при условных проходах 250 мм и более.
Вентили классифицируют по нескольким признакам. По конструкции корпуса вентили подразделяют на проходные. прямоточные, угловые, и смесительные. По назначению их классифицируют на запорные, запорно-регулирующие и специальные. По конструкции затворов вентили подразделяются на тарельчатые, пробковые и диафрагмовые. По способу уплотнения шпинделя вентили подразделяются на сальниковые, сильфонные и диафрагмовые.
Проходные вентили.
Проходными называют вентили, которые имеют корпус с соосными или параллельными патрубками (см. рис. 12.8). Они предназначены для установки на прямолинейных трубопроводах.
Проходные вентили имеют следующие недостатки: относительно высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное тем, что поток рабочей среды делает по крайней мере два оборота; наличием зоны застоя, которая является местом скопления различных включений; большие строительные размеры, обусловленные их конструкцией; сложность конструкции корпуса и относительно большую массу.
Рис. 12.8 Проходной вентиль с золотником тарельчатого типа
1 – корпус; 2 – седло; 3 – золотник; 4 – шпиндель; 5 – крышка; 6 – сальник; 7 – стойка; 8 – ходовая гайка; 9 – маховик.
Прямоточные вентили.
К прямоточным относятся вентили, корпус которых имеет соосные патрубки, а ось шпинделя расположена под углом к оси прохода (см. рис. 12.9).
Преимущества вентилей этого типа по сравнению с проходными следующие: относительно малое гидравлическое сопротивление: компактность конструкции; отсутствие зон застоя.
Недостатки прямоточных вентилей – большая по сравнению с проходными строительная длина и относительно большая масса.
В представленной на рисунке 12.9 конструкции крышка крепится к корпусу вместе со стойкой. Сальниковое устройство обычной конструкции с нажимным фланцем. На стойке жестко посажена ходовая гайка. Наиболее интересным в рассматриваемой конструкции является то. что узел соединения (сцепка) штока со шпинделем вынесен за пределы корпуса. Таким образом, шпиндель вращаясь и перемещаясь поступательно, передает штоку, а с ним и золотнику только поступательное движение. Этим устраняется вращение золотника, а также улучшаются условия работы сальниковой набивки. Золотник состоит из тарелки с приваренным к ней полым штоком. Этим облегчается конструкция затвора.
Рис. 12.9 Прямоточный вентиль
1 – корпус; 2 – золотник; 3 – шток; 4 – крышка; 5 – сальник; 6 - стойка; 7 – маховик;8 – ходовая гайка; 9 – шпиндель; 10 – сцепка.
Угловые вентили.
Угловые вентили имеют корпус с перпендикулярно расположенными патрубками, причем один из патрубков может быть соосен или параллелен оси дроссельной пары (седла и золотника). Вентили этого типа предназначены для соединения трубопроводов, расположенных перпендикулярно друг другу.
Эти вентили по сравнению с проходными более компактны по конструкции, меньше по массе и не имеют застойных зон в корпусе. К недостаткам угловых вентилей можно отнести: относительно высокое (по сравнению с прямоточными) гидравлическое сопротивление и большая высота.
Между патрубками проходит ребро жесткости, которое воспринимает изгибающие усилия от трубопроводов при монтаже вентилей.
Смесительные вентили.
Смесительные вентили предназначены для смешения двух потоков жидкой среды с целью стабилизации ее температуры, концентрации реагентов, разжижения основной среды, введения в нее катализатора, поддержания качества и т. д. Такие задачи часто решают при помощи двух вентилей, через которые в смесительный резервуар подаются потоки составных частей среды. Эти схемы получаются громоздкими, дорогими и сложными в эксплуатации. При регулировании потоков приходится управлять сразу двумя вентилями.
Проще использовать смесительные вентили. в которых два потока смешиваются непосредственно в корпусе одного вентиля. Их применение дает высокий экономический эффект за счет того, что вместо двух вентилей и специального смесителя применяют только один вентиль. Корпус смесительного вентиля имеет трехходовую конструкцию (с тремя патрубками). Два входных патрубка соосны, через них подаются потоки смешиваемых сред. Ось третьего выходного патрубка перпендикулярна осям входных патрубков и, как правило, соосна с осью дроссельной пары. При помощи патрубка вентиль соединяется с резервуаром.
Запорно-регулирующие вентили.
Все выше рассмотренные конструкции вентилей относятся к запорным, которые надежно работают лишь в двух положениях – полностью закрытом и полностью открытом положении. Однако на практике часто требуется арматура, которая обеспечивала бы возможность ручного или дистанционного управления подачей продукта путем изменения гидравлического сопротивления дроссельной пары, а также достаточно надежно перекрывала трубопровод.
Идеальным типом запорной арматуры для широкого применения в подобных условиях являются запорно-регулирующие вентили (см. рис. 12.10).
Конструкция запорно-регулирующих вентилей в основном не отличается от обычных конструкций проходных или угловых запорных вентилей, однако им присущи следующие особенности: золотник имеет профилированную рабочую поверхность (чаще всего применяют золотники пробкового типа); золотник и седло имеют хорошо обработанные и притертые уплотняющие кромки; направляющая движение шпинделя должна быть четко сцентрирована с седлом; золотник и седло в целях повышения надежности изготовляют из специальных сплавов.
В вентилях, работающих при высоких перепадах давлений рабочей среды, профилированная поверхность золотника подвержена воздействию значительных скоростей потока и при возникновении кавитации или загрязненности среды она быстро изнашивается. В условиях эксплуатации изготовить новый золотник достаточно сложно, поэтому на золотниках пробкового типа рабочую поверхность обычно получают наплавкой твердыми сплавами, которые значительно увеличивают срок службы золотников, хотя и усложняют технологию их производства. При малых диаметрах условных проходов вентили имеют золотники в виде конуса, которые в практике называют игольчатыми.
а
Рис. 12.10. Запорно-регулирующие вентили
а – запорный; б – регулирующий с уплотнительной поверхностью в виде усеченного конуса
1 – корпус; 2 – плунжер; 3 -крышка; 4 – сальник; 5 – нажимная гайка; 6 – маховик.
Краны.
Кран – это запорное устройство, в котором запорный элемент (пробка) имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска потока, для перекрытия которого вращается вокруг своей оси.
В зависимости от геометрической формы уплотнительных поверхностей пробки и корпуса (затвора) краны разделяют на три основных типа: конические (рис. 12.11 ( а)), цилиндрические (рис. 12.11, (б)) и шаровые или сферические (рис. 12.11, в).
Рисунок 12.11 Краны
а – конический; 1– пробка, – корпус, – сальник, – крышка; б – с цилиндрическим затвором: – уплотнительное кольцо, – крышка, – пробка, – корпус, – привод. в – шаровой со смазкой
Однако краны классифицируют и по другим конструктивным признакам, например: по способу создания удельного давления на уплотнительных поверхностях, по форме окна прохода пробки, по числу проходов, по наличию или отсутствию сужения прохода, по типу управления и привода, по материалу уплотнительных поверхностей и т. д.
Конические краны.
Конусность пробки (корпуса) конических кранов в практике отечественного и зарубежного арматуростроения принимают обычно 1: 6 или 1 :7. При назначении конусности руководствуются следующими соображениями: чем меньше угол конусности, тем меньшее осевое усилие вдоль пробки требуется для создания на уплотнителных поверхностях необходимого удельного давления, обеспечивающего герметичность. Однако при этом возрастает опасность заклинивания пробки в корпусе и возможность задира уплотнительных поверхностей. При увеличении угла конусности наблюдается обратная картина. Поэтому краны из материалов, имеющих хорошие антифрикционные свойства (например, чугун, латунь, бронза), имеют конусность 1 : 7, при этом легче создать необходимое удельное давление на уплотнительных поверхностях и получить требуемую герметичность.
Натяжные краны – из конических кранов простейшие по своей конструкции.
Их подразделяют по способу создания удельного давления между корпусом и пробкой. В кранах с затяжкой через резьбовое соединение упорная шайба садится на ось пробки и вращается вместе с ней. При затяжке гайки шайба образует опору, в которую упирается гайка, и передает усилие затяжки на нижний торец корпуса. Кроме того, на шайбе имеются выступы, которые вместе с упорами на корпусе крана ограничивают поворот пробки в пределах 900 (от открытого до закрытого положения).
В натяжном кране с пружиной усилие затяжки создается пружиной, упирающейся в крышку.
Сальниковые краны характеризуются тем, что необходимые для герметичности удельные давления на конических уплотнительных поверхностях корпуса и пробки создаются при затяжке сальника. Усилие затяжки сальника передается на пробку, прижимая ее к седлу
Сальниковые краны обеспечивают более надежную защиту от утечки рабочей среды в атмосферу (благодаря сальнику), но имеют быстро изнашивающийся элемент – мягкую набивку. В связи с этим сальниковые краны применяют на более высокие параметры среды по сравнению с натяжными кранами. Однако сальниковые краны требуют более частого обслуживания (подтяжка сальника по мере износа набивки и смена набивки при необходимости).
Краны со смазкой. При давлениях среды свыше 40 кГс/см2 на пробку крана действуют большие усилия, прижимающие ее к уплотнительной поверхности корпуса.
Кроме того, при высоких давлениях среды удельные давления на уплотнительных поверхностях возрастают до таких значений, при которых может произойти задир уплотнительных поверхностей. Эти причины, а также необходимость в защите уплотнительных поверхностей от коррозии вызвали появление кранов со смазкой.
Смазку набивают в центральный канал хвостовика пробки. При завинчивании болта смазка через горизонтальное сверление продавливается в кольцевую уплотнительную проточку на пробке, а оттуда через четыре вертикальные узкие канавки на корпусе крана в канавки, расположенные по обе стороны окна пробки.
В процессе работы крана смазка частично выдавливается в проход и вымывается средой, поэтому ее необходимо периодически добавлять.
Краны с подъемом пробки. В них, в отличие от обычных кранов, перед поворотом пробка отрывается от корпуса, а после поворота прижимается к нему. Иногда в практике такие краны называют кран-задвижка.
Такое устройство позволяет решить сразу несколько задач:
уменьшается крутящий момент, необходимый для поворота пробки;
пробка поворачивается при отсутствии контакта ее с корпусом, что исключает опасность задирания уплотнительных поверхностей;
усилие прижатия пробки к корпусу и удельные давления на уплотнительных поверхностях регулируются в очень широких пределах независимо от затяжки сальника.
Цилиндрические краны.
Краны с цилиндрическим затвором проще конических в изготовлении, а их уплотнительные поверхности не нуждаются в притирке ввиду простоты технологической доводки цилиндрических поверхностей.
По конструктивным признакам цилиндрические краны можно разделить на две группы – краны с металлическим и эластичным уплотнениями.
Шаровые краны.
Шаровые краны отличаются простотой конструкции, прямоточностью, низким гидравлическим сопротивлением, постоянством взаимного контакта уплотнительных поверхностей, благодаря сферической форме имеют меньшие габаритные размеры и массу, большую прочность и жесткость.
У шаровых кранов имеется принципиальное преимущество перед коническими: даже при небольшом несовпадении радиусов сферы пробки и уплотнительного кольца контакт между ними происходит по окружности и обеспечивает гораздо лучшую герметичность.
Изготовление шаровых кранов менее трудоемко. В шаровых кранах, в отличие от конических, уплотнительных поверхностей в корпусе нет, они есть только на уплотнительных кольцах, размеры которых во много раз меньше, чем размеры корпусов конических кранов. Кроме того, в шаровых кранах с кольцами из пластмассы вообще отпадает необходимость в притирке уплотнительных поверхностей. Пробку в шаровых кранах обычно хромируют или полируют.
Шаровые краны отличаются большим разнообразием конструкций. Однако их можно разбить на два основных типа: краны с плавающей пробкой и краны с плавающими кольцами.
Шаровые краны с плавающей пробкой.
Эти краны (см. рис. 12.12. ) просты по конструкции и надежны в работе. Удельное давление на уплотнительных кольцах создается как вследствие разности давления среды до и после затвора, так –и в результате затяжки крышки резьбой или болтами. Усилие затяжки крышки передается на уплотнение. Пробка соединена со штоком таким образом, что она может свободно перемещаться по отношению к нему. Это обеспечивает "плавание" пробки – при перепаде давления среды она плотно прижимается к уплотнительному кольцу со стороны более низкого давления. При затяжке крышки также происходит упругая деформация системы уплотнительные кольца – пробка, благодаря чему обеспечивается непрерывное удельное давление на уплотнительных поверхностях. Краны с плавающей пробкой бывают двух типов: с металлическими кольцами со смазкой, а также с неметаллическими кольцами из пластмасс, резин, графитопластовых и других материалов. Краны первого типа применяют на трубопроводах с большими проходами и высокими давлениями среды. Краны с неметаллическими кольцами применяют в основном на небольших проходах с небольшими давлениями среды.
1- корпус; 2– пластмассовое уплотнительное кольцо; 3– пробка; 4– накидная гайка; 5– резиновое уплотнительное кольцо; 6– крышка.
Основным недостатком кранов этой конструкции является повышенный износ уплотнительного кольца со стороны низкого давления.